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第一章 引论
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前言
大学期间的笔记,温故而知新。帮助自己梳理知识,也希望可以给需要的你提供帮助。温学之路,如有错误,请纠正,万分感谢!本文只是开篇,有些术语不理解没有关系,如有兴趣深入理解,可继续参阅笔者随后的相应文章。
来自笔者内心理解(以及结合相关文献 综合思考后)的正文:
操作系统——引论
众所周知,计算机系统由硬件系统(中央处理机、存储器等)和软件系统(系统软件、应用软件)共同组成。那么我们的操作系统属于哪一部分呢?它出现的意义又是什么呢?
一、操作系统
定义
操作系统是指配置在计算机硬件上的第一层软件,它是对硬件系统的首次扩充。
看张图你就明白了~
什么是裸机?无任何软件支持的计算机
目标
有效性
提高系统的资源利用率;
提高系统的吞吐量(单位时间执行的程序个数)。
方便性
方便用户,用高级语言书写或直接通过OS所提供的各种命令操纵计算机系统(不关心机器语言)。
可扩充性
采用微内核结构①和客户服务器模式,用户只关心完整地解决自己的应用问题。
开放性
遵循世界标准规范,开放系统互连(OSI)国际标准。
注释: ① 微内核:由一群尽可能将数量最小化的软件程序组成,它们负责提供实现一个操作系统所需要的各种机制与功能。
作用
作为用户与计算机硬件系统之间的接口
注:OS是一个系统软件,因而这种接口是软件接口。
作为计算机系统资源的管理者
处理器 —— 处理器管理;
存储器(内存) —— 存储器管理;
I/O设备(外存) —— I/O设备管理;
信息(数据和程序)—— 文件管理。
实现了对计算机系统资源的抽象
部分实现细节对用户来说透明,不用了解。
特性
并发性
(别担心,在第二章进程中会深入讲解)
共享性
互斥共享方式:在一段时间内只允许一个进程访问(打印机、磁带机等)。
同时访问方式:在一段时间内允许多个进程访问。
虚拟性(虚拟化分成A,B,C,D盘等)
异步性
不确定什么时候结束,有可能先来的后结束,后来的先结束。
功能
相对于上文的作用中的内容,逐步细化~
处理机管理功能
进程控制;
进程同步;
进程通信;
调度。
存储器管理功能
内存分配;
内存保护;
地址映射;
内存扩充。
设备管理功能
缓冲管理;
设备分配;
设备处理。
文件管理功能
文件存储空间管理;
目录管理;
文件的读写管理和保护。
结构
严格层次结构(自底向上)
优点:易保证系统的正确性(自底向上是建立在较为可靠的基础上的);
易扩充维护:修改时相应层次间的接口不变,就不会影响其他层次的微内核。
微内核
是指精心设计的、能实现现代OS最基本核心功能的部分。只是为构建通用OS提供一个重要基础,因此能把操作系统内核做得很小。
优点:提高系统的可扩展性;
增强系统的可靠性;
可移植性强;
提供对分布式系统的支持;
融入面向对象技术 。
操作系统内核 指大多数操作系统的核心部分,由OS中用于管理存储器、文件、外设和系统资源的那些部分组成。
操作系统内核通常运行进程,并提供进程间的通信。
支撑功能:中断处理、时钟管理、原语操作②;
资源管理功能:进程管理、存储器管理、设备管理。
注释:②原语操作:是用于完成一定功能的操作,是原子操作③,即一个操作中的所有动作,要不全做,要不全不做
③原子操作:在管态④下进行,常驻内存
④管态:系统态、核心态、特权态,相对于目态⑤的一个状态
⑤目态(与管胎相对):用户态、常态
操作系统在给任务分配资源的时候会先判断系统剩余资源数量是否大于等于任务执行尚需资源数量。如果满足则分配资源,执行该任务,如果不满足,则等待,选择其他任务执行。够始终保持条件成立就是安全状态,也就避免了死锁。
本文只是开篇,有些术语不理解没有关系,如有兴趣深入理解,可继续参阅笔者随后的相应文章。